[发明专利]一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法及系统

说明书

本发明涉及蓄电池维护技术领域，具体涉及一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法及系统，根据铅酸电池的充电深度DOC，基于去硫化策略，采用PWM脉冲控制，通过超级电容和双向DC‑DC转换器对铅酸蓄电池进行充放电控制，降低铅酸蓄电池硫酸盐化的程度，进而延长铅酸蓄电池寿命。该方法可将电池充放电寿命由1500次提升至7500次，大大延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

技术领域

本发明涉及蓄电池维护技术领域，具体涉及一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法及系统。

背景技术

自铅酸蓄电池发明以来，铅酸蓄电池凭借价格低廉、运行稳定、维护简单等优点，得到 了广泛的应用。但是，变电站的铅酸蓄电池长期处于浮充状态，易出现电池硫酸盐化现象。 这是导致铅酸蓄电池寿命缩短、加快老化的主要原因。铅酸蓄电池报废快的缺点，不仅造成 了资源的浪费，若处理不当，还会污染环境。因此，对硫酸盐化的铅酸蓄电池进行活化，使 其容量恢复，一直是铅酸蓄电池研究的重点。

目前，铅酸蓄电池去硫化的方法主要有2种：一种方法是采用正负脉冲及高频谐振电路， 不定期对铅酸蓄电池进行短时充电。通过冲击硫酸晶体的方式，使其从铅版上掉落，从而实 现去硫化的目的。然而，现场应用表明，由于充电时间不规则，该方法的提升效果有限。第 二种方法是在铅酸蓄电池内添加活化液体。但在添加电解液时，电池内部硫酸极易外流，存 在造成事故的隐患。并且活化液气味刺鼻，难以推广。各厂家活化液配方不同，很难精准把 握添加的计量，用量不当还会降低电池的寿命。

发明内容

针对这些问题，本发明提出了一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法及系统，该方法基于超级 电容和双向DC-DC转换器，与以上两种方法有显著差异，可将铅酸蓄电池寿命由充放电1800 次提升至7500次。具体技术方案如下：

一种铅酸电池硫酸盐化缓解方法，包括以下步骤：

步骤1：将超级电容、双向DC-DC转换器、储能电感、铅酸电池依次连接；PWM开关控制模 块与双向DC-DC转换器连接；所述双向DC-DC转换器包括功率MOS开关S1和功率MOS开关S2；其工作状态有功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2导通或功率MOS开关S1 截止，功率MOS开关S2截止以及功率MOS开关S1截止，功率MOS开关S2导通三种工 况；

步骤2：实时采集铅酸电池的负载电流，并且计算铅酸电池的容量和铅酸电池的充电深度； 铅酸电池的容量计算如下：

其中，i表示铅酸电池的负载电流；t表示铅酸电池的温度；Sc为常数，C₀为蓄电池0℃时的 空载容量，t_E表示铅酸电池的电解液温度；t_F表示铅酸电池的电解液冰点；i_N表示铅酸电池 的额定电流；ε为常数，δ为常数；C(i,t)表示铅酸电池在温度t下负载电路为i时的电池容 量；

铅酸电池的充电深度DOC计算方式如下：

i_M表示流过铅酸电池的电流，C(I_avg,t)表示铅酸电池在温度t下且平均充放电电流为I_avg时的 电池容量；

步骤3：通过铅酸电池的充电深度判断铅酸电池的电荷状态区域，并根据铅酸电池的电荷状 态区域控制双向DC-DC转换器的动作；所述铅酸电池的电荷状态区域包括禁止放电区、放电 警戒区、正常工作区、充电警戒区、禁止充电区；具体如下：